Идущие по пустыне: время - Виталий Тихоплав

В первой главе этой книги мы писали о несовершенстве второго начала термодинамики, которое однозначно ведет нас к тепловой смерти Вселенной.

В середине прошлого столетия выдающийся астрофизик Николай Александрович Козырев пришел к необходимости отыскать причину, препятствующую возрастанию энтропии в Природе. Поскольку проблема преодоления тепловой смерти Мира связана с проблемой происхождения свечений Солнца и звезд, Козырев должен был решить задачу о природе звездной энергии.

Обычно считают, что внутри звезд есть специальный источник энергии, наподобие аккумуляторов, постепенная разрядка которых обеспечивает длительность жизни звезд. В результате светимости (расход энергии в единицу времени) звезды охлаждаются и сжимаются. Сроки жизни таких звезд, вычисленные Гельмгольцем и Кельвином, оказались слишком короткими. Так, например, срок жизни Солнца примерно 30 миллионов лет. Но по достоверным геологическим данным Солнце имеет значительно больший возраст.

Результаты исследований Н. А. Козырева показали, что предположение о существовании внутри звезд источников энергии, не зависящих от процесса охлаждения, не соответствует действительности. Для разогревания звезд и поддержания непрерывной светимости в течение миллиардов лет требуется совсем другой тип энергии.

Козырев понимал, что возможность прихода энергии должна иметь такую же общность, какую имеют пространство и время. Пространство пассивно – оно как арена, на которой разыгрываются события. А вот время может быть явлением природы.

Главная мысль Козырева заключалась в том, что во Вселенной вообще нет изолированных систем, и все они связаны между собой посредством времени, как неким фундаментальным явлением природы. И если это так, то влияние времени должно обнаружиться в действии на материальные системы.

Позднее, разработав теорию причинной механики и экспериментально доказав ее правоту, Н. А. Козырев пришел к необходимости изучать свойства времени, поскольку физическое время выступает в качестве «движущей силы» в мироздании. «Для Вселенной в целом влияние активных свойств времени проявляется в противодействии наступлению тепловой смерти». Именно энергия времени является топливом для нашего Солнца и других звезд. «Небесные тела (планеты и звезды) представляют собой машины, вырабатывающие энергию, а „сырьем для переработки“ служит время. Именно время не дает звездам погаснуть» [1].

Изучив свойства времени, Козырев пришел к выводу: наряду с пересмотром законов классической механики необходимо пересмотреть и мировые законы термодинамики, и, в первую очередь, второе начало термодинамики – о возрастании энтропии во всех естественных процессах.

О причинной механике

Уже само название «причинная механика» Козырева дает ответ на ее суть. Классическая механика Ньютона использует понятия «действие» и «противодействие», «активные силы» и «пассивные силы», но исходит из того, что между этими понятиями нет разницы. Принцип равноценности причины и следствия совершенно исключил возможность ответа на вопрос «почему». Точные науки отвечают только на вопрос «как», то есть «каким образом произошла данная цепь явлений». В результате точные науки все более становятся описательными, и именно в строгости описания заключается их могущество.

Но вся беда в том, что эти науки описывают Мир, неадекватный тому реальному Миру, в котором мы живем. «Механика Ньютона и квантовая механика Борна приводят к первому и второму началам термодинамики, поэтому в Мирах, отвечающих этим механикам, возможны только процессы, сопровождающиеся ростом энтропии и ведущие к тепловой смерти» [1]. В действительности же реальный Мир успешно борется со смертью противоположными процессами – процессами жизни, действующими против возрастания энтропии.

Почему же такое стало возможным? Оказывается, дело в том, что теоретическая механика Ньютона строго детерминирована (определена), а квантовая механика Борна полностью не определена [2].

Жесткий детерминизм, иссушающий Мир, действительно вытекает из уравнений классической механики и является сущностью ее законов. Уравнения позволяют одинаково точно предвычислять явления как в будущем, так и в прошедшем. Но поскольку причины предшествуют следствиям, такое возможно только при равноценности причин и следствий. Такой принцип противоречит понятию причинности, принятому в естествознании.

Что касается квантовой механики Борна, то в ней есть необратимость во времени. Воздействие на систему макроскопического тела – прибора – вводит различие между будущим и прошедшим, ибо будущее оказывается предсказуемым, а прошедшее – нет. Причинность становится совершенно запутанной, и явления природы приходится объяснять статистически.

Таким образом, мир квантовой механики – это мир, где нет течения времени и причинно-следственные связи просто отсутствуют. Такой Мир является миром неопределенности, индетерминизма. «Мир индетерминизма еще горше Мира полной детерминированности точных наук классического периода» [1].

Перед нами два полюса: на одном из них жестко детерминированный Мир классической теоретической механики, а на другом – полностью неопределенный Мир квантовой механики. Оба эти полюса являются гипотетическими.

Разрыв между точными науками и естествознанием должен исчезнуть, если в основу точных наук будет положен принцип причинности, отличающий причины от следствий.

Во времени причина всегда предшествует следствию. Еще Лейбниц пришел к выводу, что отличие причин от следствий равносильно отличию будущего от прошедшего. А это означает объективное существование направленности времени или его хода. И хотя с течением времени мы встречаемся в нашей повседневной жизни постоянно, оно является совершенно новым понятием не только для механики, но и для современной физики. Интересно, что об этом писал академик В. И. Вернадский еще в 1939 году: «…Время натуралиста не есть геометрическое время Минковского и не время механики и теоретической физики, химии Галилея или Ньютона».

Действительно, механика пользуется только «геометрическим» свойством времени – его длительностью, то есть интервалами между событиями. Эти интервалы времени измеряются секундами и имеют такие же пассивные свойства, как интервалы между точками пространства, которые измеряются метрами. Однако время обладает и другими свойствами. Какими?

Козырев рассуждал так. Причины всегда приходят со стороны. Они являются внешними обстоятельствами по отношению к тем телам, где возникают их следствия. Поэтому между причинами и следствиями всегда существует сколь угодно малое, но не равное нулю пространственное различие dХ. А поскольку причина предшествует следствию, то между ними всегда существует сколь угодно малое, но не равное нулю временное различие определенного знака dt. Соотношение dХ/dt = С2 представляет собой математическое выражение хода времени. Величина С2 – скорость превращения причины в следствие. Чем больше величина С2, тем меньше промежуток времени, отвечающий одному и тому же интервалу пространства, и, следовательно, тем быстрее идет время. Ходом времени Козырев назвал саму величину С2, имеющую размерность скорости. Он установил, что она является псевдоскаляром, то есть меняет знак при переходе из левой системы координат в правую.

Механика Ньютона отвечает Миру с бесконечно большим ходом времени (С2 = ∞). При таком бесконечно большом ходе времени изменить его никак нельзя; все причинные связи становятся абсолютно прочными. Мир оказывается полностью детерминированным, а время кажется Роком, наделенным несокрушимым могуществом.

В квантовой физике Борна взаимодействие частиц описывается с помощью силового поля. Поскольку силовые поля могут накладываться одно на другое (принцип суперпозиции), то есть занимать одну и ту же часть пространства, то, следовательно, dХ = 0. Но в квантовой механике есть необратимость во времени. Поэтому в квантовой механике dt не равно 0, но поскольку dХ = 0, то и С2 = 0. Причинность становится совершенно запутанной.

Механика реального Мира, по мнению Н. А. Козырева, должна быть основана на принципах причинности естествознания. Она должна удовлетворять условиям различия причин и следствий и быть, следовательно, механикой конечного хода времени. Такая механика должна включать в себя – как две крайние системы – механику классическую (С2 = ∞) и механику квантовую (С2 = 0).

Существование следствия на некотором конечном расстоянии от причины, полагает Козырев, является результатом длинной цепи причинно-следственных превращений. Причина, то есть сила, в виде импульса движущейся точки, переносится из одной точки пространства в другую, где она может вызвать следствие, становящееся причиной изменений в следующих точках.